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1、沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）摘 要本课题的主要要求：学习如何利用HFSS软件对天线进行仿真建模得到天线的基本参数并利用仿真得到对称振子天线的场辐射方向图，馈电结构，天线输入阻抗，输入驻波比等参数，并与理论分析结果加以分析对比，指出设计应注意的主要问题。利用HFSS对半波对称振子天线进行设计和研究分析，总结出关于半波对称振子天线的一些特点：在理想状态下半波对称振子天线的轴向无辐射，垂直于振子轴向方向有最大辐射，辐射场关于振子轴向旋转对称，但当考虑大地因素时，半波对称振子天线的辐射情况变化较大。关键词：半波对称振子天线；HFSS；辐射方向图AbstractThe issue h
2、as the following requirements: learn how to use HFSS antenna simulation modeling software to get the basic parameters of the antenna and utilize HFSS soft to obtain , far field radiation pattern, feed structure, the antenna input impedance, VSWR and other parameters of the dipole antenna, and to ana
3、lyze the results with the theoretical analysis comparing the design should be noted that the main problem.The project focuses on the design and research of the half-wave dipole antenna by using HFSS software .through the simulation,we understand the idea half wave dipole antenna has no radiation fie
4、ld parallel to the axis direction and maximum radiation field perpendicular to the axis direction. The radiated filed is symmetric with respect to the axis direction of the dipole antenna. However, when taking into account the effect of ground plane, the radiation characteristics of half-wave dipole
5、 antenna will change significantly. Keywords: half-wave dipole antenna,;HFSS; radiation pattern前 言在实际的工程应用中，为了适应雷达、通信等领域的大量工程需求，天线的形式是多种多样的，也具有各自辐射机理和设计上的特殊性。对称振子天线是一种结构简单的基本线天线，而且是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，对其辐射机理和方向图等参数研究具有重要意义。本文主要介绍了对称振子天线的设计和仿真，该天线是一种结构简单的基本线天线，而且是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，对其辐射机理和方向图等参数研究具有重要
6、意义。其馈电方式有：同轴馈电、平衡馈电等。由于结构简单，对称振子广泛应用于雷达、通信、电视和广播等无线电技术设备中。另外，对称振子的工作频率从短波波段到微波波段。它既可作为独立的天线使用，也可以作为天线阵基本单元组成线阵或平面阵，还可以作为反射面天线的馈源。 两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线，可用作发射和接收天线，这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子，所以对称天线又叫对称振子，或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子，叫做半波振子，也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线，用得也最广泛，很多复杂天线是由它组成的。HFSS是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认
7、的三维电磁场设计和分析的工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽；绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。使用HFSS，可以计算：基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题； 端口特征阻抗和传输常数； S参数和相应端口阻抗的归一化S参数； 结构的本征模或谐振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer构成的
8、Ansoft高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。 目 录第1章 绪论.1 1.1 引言.1 1.2 研究背景.1 1.3 对称振子天线的发展与研究现状.2 1.4 本文主要内容.2第2章 对称振子天线的基本理论.5 2.1 对称振子天线的分析方法有限元法.5 2.2 对称振子天线设计要求.5 2.3 对称振子天线的辐射问题.6 2.4 对称振子天线的性能参数.9 2.4.1 对称振子的实际模型.9 2.4.2 对称振子的辐射场.10 2.4.3 对称振子的阻抗特性.12 2.4.4 对称振子的方向性函数.15 2.4.5 对称振子天线的馈电.15第3章 对称振子天线的设计以及HFSS仿真.19 3.1 HFSS软件简介.193.2 HFSS软件系统介绍.20 3.2.1 HFSS仿真设计.23 3.2.2半波对称振子天线仿真.24第4章 基于HFSS的半波对称振子天线仿真结果分析.39 4.1 半波偶极子天线.39 4.1.1 半波偶极子天线参数.39 4.1.2 半波偶极子天线仿真结果.394.2 对称振子天线（考虑大地因素、同轴馈电）.43 4.2.1 对称振子仿真参
